Устройство для диспергирования суспензий

Устройство для диспергирования суспензий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

35Ц В 01 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

15 16 17 1 6 Ея г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3439787/23-26 (22) 19,05.82 (46) 07.01.84. Вюл. У 1 (72) В. И ° Демченко, A. Н. Гончаров и В. M. Миненков (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 66.063(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 350498, кл. В 01 F 5/04, 1973.

2, Вулатов A. И. и др. Технология промывки скважин. М., "Недра", 1981, с. 168. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ СУСПЕНЗИЙ, преимущественно буровых растворов, содержащее рабочую камеру со сливным патрубком, сопла, соосно установленные одно напротив,;SU„, 5 30 А другого в рабочей камере, и патрубки ввода исходной суспензии, сообщенные с соплами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса диспергирования, внутренние полости сопел выполнены в виде ци.линдроконических камер, и патрубки ввода исходной суспензии установлены тангенциально в цилиндрической части этих камер, снабженных осевыми патрубками вывода осветленной части суспензии и трубопроводами, входы которых сообщены с патрубками вывода осветленной части суспензии и трубопроводами, входы котсрых сообщены с патрубками вывода осветленной части суспензии, а выходы — co сливным патрубком, при этом выходы трубопроводов размещены один напротив другого.

1065030

Изобретение относится к устройствам для диспергирования суспензий, например буровых растворов, и может бы<ь использовано в нефтяной и газовой промышленности при бурении скважин. 5

Известно устройство для диспергирования суспензий, состоящие из рабочей камеры „ сопел, соосно установленных.в рабочей камере одно напротив другого и питающего трубопровода f1), Известно также устройство, предназначенное для дкспергирования твердой фазы буровых растворов, содержа= щее рабочую камеру со сливным патрубком, сопла, -соосно установленные 15 одно напротив другого в рабочей камере, и патрубки ввода исходной суспензнк„ сообщенные с соплами, прк

3Tot сопл;: снабжPEtt>I абразквностойкики насадками (2), 20

Недостатком известных устройств является низкая интенсивность диспергирования. Для достижения нужной степени диспергирования буровых ра.— створов кх необхоцкмо прокачивать 25 через диспергатор 4-6 раз.

Целью изобретения является интенсификация диспергкрования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для диспергирования 30 суспензий, содержащем рабочую камеру со сливным патрубком, сопла, соосно установленные одно напротив другого в рабочей камере, и патрубки ввода исходной суспензии, сообщенные с соплами, внутренние голости сопел выполнены в виде цклиндроконических камер, и патрубки ввода исходной суспензки установлены тангенцкально в цилиндрической части этих камер, снабженных осевыми патрубками вывода осветленной части суспензии к трубопроводами, входы которых сообщены с патрубками вывода осветленной части суспензии, а выходы — со слйвным

45 патрубком, при этом выходь- трубопроводов размещены один наг роткв другого. зкей и подается на слив, В связи с тем, что в рабочую камеру 3 поступает суспензия более концентрированная чем исходная, процесс дкспергкрованкя интенскфицируется за счет увеличения исленности и кратности соударений частиц твердой фазы.

В предлагаемом техническом решении смешиванию подлежат осветленная и сгущенная суспензии, т е... жидкие составляющие бурового раствора. Известно, что смешивание жидких компонентов, основой которых является вода, происходит более качественно чем сухого порошка с водой. Поэтому качество готового продукта, полученного смешиванием жидких компонентов, всегда выше, чем после смешивания сухого, порошка с водой,, Кроме того, при поступлении осветленной суспензик в сливной патрубок рабочей камеры предлагаемого устройства и встреНа фиг. 1 схематически изображено устройство для диспергкрования суспензии, разрез; на фкг. 2-то же, вид сверху; на фиг., 3 — разрез 7<-А на фиг. 2; на фиг,. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2. устройство для дксгергированкя со-55 стоит из сопел 1 к 2, соосно установленных одно напротив другого в рабочей камере 3 корпуса 4. Внутренняя полость каждого сопла выполнена в виде цклиндроконкческой камеры 5 60 с керамической на<.адкой 6 и цилиндрической камеры 7. Камеры 5 и 7 соединены между собой осевым патрубком вывода 8 осветленной части суспен-.кк, Камера 5 в цклкндркческой части снабжена тангенциальным патрубком 9 ввода суспензии. Патрубок 9 соединен с коллектором 10. Цилиндрическая камера 7 имеет отверстия 11, выходящие в кольцевую полость 12 корпуса 4, которая соединена со входом трубопровода 13, сообщенным со сливным патРубком 14. При этом выходы трубопроводов

13 размещены один напротив другого.

Кольцевая полость 12 к рабочая камера 3 изолированы друг от друга и от внешней среды уплотнительными кольцами 15-17. Для установки и крепления сопел 1 и 2 в корпусе 4 служат скобы 18 и резьбовые стаканы 19.

Устройство работает следующим образом.

Суспензия под давлением подается в"коллектор 10, оттуда по тангенцкальным патрубкам 9 в камеру 5 .сопел

1 и 2, в которых гриобре..ает вращательное движение. Под действием центробежных сил происходит разделение суспензии. Вращающийся поток от места поступления движется вдоль стенок сопла к насадке 6, через которую в рабочую камеру 3 уходи".. часть жидкости и наиболее крупные зерна твердой фазы (сгущенная часть). Другая, большая часть потока, несущая мелкие зерна <,осветленная часть, изменяет направление и, образуя внутренний цилиндрический поток, движется вдоль оси сопла и уходит через сливной патрубок 8 в камеру 7.

В рабочей камере 3 струи сгущенной суспензии сталкиваются, частицы твердок фазы диспергируются и поступают в сливной патрубок 14. Осветленная часть суспензки из камеры 7 через отверстия 11, кольцевую полость

12, трубопроводы 13 поступает в сливной патрубок 14, где смешивается с продиспергированной сгущенной суспен1065030 приготовлено по 20 мЗ водоглинкстой суспензии из саригюхского глинопорошка 11 сорта, Результаты испытаний приведены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемое устройство позволяет в 1,5

2,0 раза сократить время приготовления диспергированного высококачественного бурового раствора со стабильными показателями его свойств. !

Количество Общее врециклов ди- мя диспер» спергиро- гирования, вания ч

Параметры суспензии

Устройство и

T c >

2 2 (0 > р>

2 мгс/см мгс/см мгс/см

Известное

2,5

33,8 69

34,5 74

35,.0 74

Предлагаемое

1,4

T — славная вязкость; „и Q,o — статическое напряжение сдвига через 1 и 10 мин р — динамическ е напряжение сдвига. че трех струй (двух осветленных, направленных навстречу друг другу, и струи сгущенной суспензии, направленной поперек первым двум) поток подвергается турбулизации, что дополнительно интенсифицирует смешивайие суспензий и способствует получению готового продукта необходимого качества.

Проведены сравнительные испытания предлагаемого и известного уст- . 10 ройств. С помощью данных устройств

16,0 О

20,0 20

23,4 33

26,2 50

26,8 51

30 1 55

16,0 О

25,0 30

30,2 47

33,0 65

34,5 74

35,0 75

0 1,5

30 34,5

45 67,5

61 100,5

63 1 6,5 бб 129,0 .80 156,0

88 159,0

89 160,0

О 1,5

45 73,0

6О 10г,4

78 135, О

90 160,0

90 160,9

3065030! ф

Б-бп05@н„"т0

gl//Я Ц

БНИИПИ

С/08 Ц ОдОСПЦ) сЩ) О—

IgЖ МЖУДФ

Я .б

ТИГЭ/к 577 Пс.,Т 11!исис